原初黑洞直面 LIGO/Virgo 数据：现状

LIGO 与 Virgo 干涉仪迄今已提供 11 次黑洞双星的引力波（GW）观测。类似的探测在不久的将来势必变得非常频繁。借助当前与未来的丰富数据，可以针对特定形成模型与观测进行比对。我们在此探究当前数据是否与 LIGO/Virgo 黑洞为原初起源的假设相容。我们详细计算了原初黑洞（PBHs）的质量与自旋分布、并合率、未分辨并合产生的随机背景，并将其与来自前两次观测运行（也包括最近发现的 GW190412）的当前数据进行比对。我们计算了与当前 GW 数据相容的形成时 PBH 质量分布参数的最佳拟合值。在所有情形下，这些观测将暗物质中 PBH 的最大比例限制为 $f_{\text{PBH}}\approx {\rm few}\times 10^{-3}$。我们讨论了随着新数据出现可直接检验的 PBH 情形预言。在 PBH 诞生时自旋可忽略的最可能形成情形中，GW190412 至少一个组分具有中等自旋这一事实与该事件的原初起源不相容，除非吸积或层级并合显著。在无吸积情况下，当前非 GW 约束已排除 LIGO/Virgo 事件全部为原初起源；而在有吸积情况下，GW 对 PBH 丰度的限制是相关质量范围内最严格的。宇宙历史中强烈的吸积阶段将有利于质量比接近 1，以及高质量、高自旋与近等质量双星之间随红移相关的关联，且次星比主星自转更快。